(T18) Preguntas tipo test

Radiactividad

En la radiactividad:

a) la probabilidad de desintegración (λ) disminuye con el tiempo.
b) la probabilidad de desintegración (λ) aumenta con el tiempo.
c) la probabilidad de desintegración (λ) es constante para cada radioisótopo.
d) la probabilidad de desintegración (λ) es la misma para todos los radioisótopos.

Rayos X

Al disminuir la energía (kV) del generador de rayos X:

a) El haz es mas penetrante y mejora el contraste
b) El haz es menos penetrante y mejora el contraste.
c) El haz es menos penetrante y empeora el contraste
d) El haz es mas penetrante y empeora el contraste

TAC

El filtro presente en el Gantry:

a) Elimina los fotones de alta energía.
b) Aumenta la dosis del paciente.
c) Conforma el haz.
d) Todas las anteriores son incorrectas.


RMN

La ecuación de Larmor:

a) También se denomina ecuación fundamental del RMN.
b) Permite calcular la frecuencia de precesión.
c) Tiene como parámetros la constante giromagnética (específica para cada material) y la fuerza del campo magnético.
d) Todas las anteriores son correctas.


Medicina nuclear

La lógica de Anger:

a) Sirve para descartar pulsos demasiado intensos como para ser producidos por el radiofármaco, o para descartar los que son demasiado bajos y que contribuyen al ruido.
b) Hace que no sea necesario el uso de colimadores físicos.
c) Permite incrementar la resolución de la gammacámara.
d) La a y la b son correctas.

Ecografía

Los ultrasonidos:

a) Son ondas transversales que requieren un medio para transmitirse.
b) Son ondas longitudinales que requieren un medio para transmitirse.
c) Son ondas longitudinales que pueden transmitirse en el vacío.
d) Son ondas transversales que pueden transmitirse en el vacío.


Radioterapia

En el tubo de aceleración del acelerador lineal:

a) Se aceleran electrones mediante microondas.
b) Se aceleran fotones mediante microondas.
c) Se aceleran protones mediante microondas.
d) Se aceleran neutrones mediante microondas.

(T20) Repaso

4. ¿Que hace que sigan siendo útiles técnicas que dan calidades muy pobres de imágen? (por cierto, ¿cuales son las dos técnicas a que haría referencia esta pregunta?)

Las técnicas a las que se hace referencia son, la ecografía y las técnicas de medicina nuclear. Estas técnicas se utilizan pese a su pobre calidad de imagen debido a las ventajas que presentan respecto a técnicas mayor calidad.

Las ventajas principales de la ecografía es que es un método no invasivo y que además permite ver funcionalidad mediante su variante Doppler.

 

Las ventaja principal de las técnicas de medicina nuclear es que permite ver funcionalidad.

(T19) Comparación SPECT- PET

1.- La deconstrucción de la gammacámara. Se puede decir que el equipamiento para PET consiste en una gammacámara "deconstruida". ¿Qué significa esto? ¿Estén todos los elementos de un sitio en otro o falta alguno? ¿Y en cuanto a la electrónica de tratamiento de la señal de salida de los fotomultiplicadores?¿Se usan el mismo tipo de procesamiento?

Se dice que el PET constituye una gammacámara deconstruida puesto que utiliza prácticamente la misma tecnología para detectar la radiación pero en diferente configuración espacial.

Los elementos principales en una gammacámara utilizada en la técnica SPECT son (figura 1):

Colimador: Rejilla de plomo que previene la detección de radiación que no esté en el plano vertical del foto-detector.

Cristal centelleante: Normalmente de Sodio Yoduro NaI dopado Talio (T), en él se generan fotones visibles al chocar la radiación gamma proveniente del paciente con un electrón del cristal.

Acoplador óptico: Permite un cambio suave en el índice de refracción del cristal y el fotomultiplicador, para evitar reflexiones.

Fotomultiplicadores: Tubos de vacío encargados de registrar un evento (recibir un fotón visible) y generar cierta corriente eléctrica medible por generación en cascada de electrones entre dínodos a diferente potencial.

Preamplificadores: Aumentan la ganancia de la señal eléctrica a la salida de los fotomultiplicadores.

Circuitería lógica de Anger: Realiza un promediado bidimensional de la señal detectada por todos los fotomultiplicadores en un evento para mejorar la localización espacial del mismo con una precisión aceptable.

Figura1. Elementos de una gammacámara

En un escáner PET todos estos elementos están presentes salvo el colimador, puesto que la naturaleza lineal y bidireccional de la radiación en ésta técnica permite discriminar entre eventos reales o aleatorios (figura 2). 

Figura 2. Colimación en SPECT y PET 

Sin embargo, como se ha comentado anteriormente, en este caso los detectores se colocan en forma de anillo alrededor del paciente (figura 3). Ello obliga a colocarlos por bloques, en los cuales se realiza la lógica de Anger (figura 4). Estos bloques suelen estar formados por cuatro fotomultiplicadores unidos a una matriz de pequeños cristales centelleantes. 

Figura 3. Disposición de los FMT en PET 

Figura 4. Lógica anger en bloques de 4 FTM 

Una diferencia entre los componentes de una gammacámara y los detectores de un PET es el material utilizado para el cristal centelleante. Puesto que en el PET estos deben trabajar a tasas altas de conteo de eventos, el tiempo de decaimiento debe ser muy corto. Un decaimiento rápido del centelleo permite también discriminar mejor entre eventos reales por coincidencia de señales en lugares opuestos, de los aleatorios. 

Mientras que en las gammacámaras de SPECT el material más utilizado es el NaI (sodio yoduro), en los detectores de PET se utiliza principalmente el germanato de bismuto o BGO.

La electrónica de tratamiento es muy similar a la de la gammacámara. El PET, utiliza los análisis de posición y de energía ya descritos en anteriores entradas pero añade un nuevo análisis de tiempo de interacción. Este nuevo análisis comprueba si se ha producido otra detección de un fotón en otro detector en un intervalo de tiempo determinado (<10 ns); si se detecta otro fotón, el suceso se clasifica como válido (figura 5).

Figura 5. Análisis de tiempo de interacción

Gracias a este análisis, no es necesario el uso de colimadores físicos.

(T16) Sobre la gammacámara

Para la realización de este ejercicio, nos dividimos las preguntas. El resto de preguntas se encuentran en los blogs de Jefferson, Esteban y Miguel.

5.- La lógica Anger. ¿Qué es? ¿Para qué sirve? ¿Que limitaría la resolución en caso de no utilizarla? ¿Cómo se implementa?

Es un procedimiento por el cual somos capaces de incrementar la resolución de la gammacámara ya que, si nos fijamos, la resolución está limitada por el número de tubos fotomultiplicadores (más o menos 10x10).

Aunque pueda parecer complicado, este procedimiento es muy sencillo; simplemente tenemos que darnos cuenta que es el mismo procedimiento que se realiza para calcular la media en distribuciones de probabilidad discretas o para el cálculo del centro de masas de un sistema discreto. 

En primer lugar se realiza el sumatorio de las energías captadas en cada tubo fotomultiplicador multiplicadas por la distancia respecto al origen en la que se encuentra ese fotomultiplicador. Una vez realizado este cálculo, es necesario dividirlo entre el sumatorio de las energías captadas en cada tubo fotomultiplicador, es decir, la energía total (en el caso del cálculo de la media probabilística este valor sería igual a 1).

Este cálculo se realiza tanto para el eje X como para el Y; obteniendo así una resolución mucho menos limitada que la proporcionada por el número de tubos fotomultiplicadores.

6.- Análisis de energía. ¿Qué elemento del sistema es sensible a la energía? Por cierto, ¿la energía de qué? ¿Qué utilidad tiene medir esa energía? ¿Contribuye a la imagen de alguna manera?

El elemento del sistema sensible a la energía es el ya conocido tubo fotomultiplicador. Esta energía hace referencia a la energía de los fotones, que si recordamos es:

Donde h es la constante de Plank y v la frecuencia de la onda.

Medir esta energía sirve para descartar pulsos demasiado intensos como para ser producidos por el radiofármaco, o para descartar los que son demasiado bajos y que contribuyen al ruido, no contando ese caso y procediendo a recibir el siguiente disponible.

Esta discriminación de energías contribuye a la imagen en cuanto a que permite eliminar el ruido y, por lo tanto, aumentar la SNR.

(T15) Sobre los radiofármacos

En esta tarea la clase se dividió en 4 grupos; 2 para hablar sobre la producción de radiofármacos (sin generadores) y 2 para hablar de los sistemas generadores. En mi caso, me toco hablar sobre la produccion de los radiofármacos junto a Ana y Jefferson.

La presentación que realizamos está colgada en el Blog de Jefferson.

(T14) Ejercicio bibliográfico de detalles del RMN

La tarea 14 fue resuelta en grupo y está publicada en el Blog de Idoia

(T11 y T12) Ejercicios con el simulador sencillo de RMN

T11 .- Buscar (a ojo) las frecuencias de resonancia (Freq.) para distintos valores del campo externo (B0). ¿Influye la intensidad del campo B1? ¿Que relación hay entre Freq. y B0 (lineal, inversa, cuadrática, ...)? ¿Cuadra eso con lo que habíamos visto en "teoría"? Si ahora se quita el campo B1 y se sustituye por la bobina (coil) ¿qué ocurre en ella?

Hemos buscado probando diferentes frecuencias para distintos valores del campo externo y tenemos los siguientes datos:

La intensidad del campo B1 no influye (la hemos mantenido a 1mT para todos los casos).

La relación entre la frecuencia y B0 que hemos obtenido, la hemos representado en el siguiente gráfico:

Se puede decir que tiene una relación lineal. No se ve realmente debido a la precisión del simulador, la frecuencia la puedes aumentar o disminuir de 0.05 en 0.05 Hz, y la intensidad de B0 de 0.1 en 0.1 mT.

Por la teoría, ya sabíamos que la relación debía ser lineal debido a su fórmula (la ecuación de Larmor):

Si ahora le quitamos el campo B1 y lo sustituimos por una bobina podemos observar el fenómeno de la desexcitación en la señal sinusoide amortiguada de color azul que aparece en la imagen:

T12.- ¿Qué magnitudes de la señal de radiofrecuencia aplicada determinarán el ángulo de desplazamiento de la magnetización?

Antes de responder a esta pregunta hay que dejar claro que para poder tener un control sobre el ángulo de desplazamiento de la magnetización, el campo magnético variable que apliquemos, deberá estar en resonancia con la magnetización; si esto no es así, no existirá realimentación positiva en el sistema y obtendremos ángulos de desplazamiento variables para cada instante.

Si por el contrario, el campo magnético variable que apliquemos, está en resonancia con la magnetización, el ángulo de desplazamiento de la magnetización estará directamente relacionado con la amplitud del campo magnético variable aplicado (B1); a mayor B1, mayor ángulo de desplazamiento.